Могат ли антибиотиците да лекуват човешки заболявания в допълнение към бактериалните инфекции?

Могат ли антибиотиците да лекуват човешки заболявания в допълнение към бактериалните инфекции?
Могат ли антибиотиците да лекуват човешки заболявания в допълнение към бактериалните инфекции?
Anonim

Според изследователи от Университета на Илинойс в Чикаго, антибиотиците, използвани за лечение на често срещани бактериални инфекции, като пневмония и синузит, могат да се използват и за лечение на човешки заболявания, като рак. Теоретично поне.

Както е посочено в ново проучване на Nature Communications, екипът на UIC College of Pharmacy показа в лабораторни експерименти, че еукариотните рибозоми могат да бъдат модифицирани, за да реагират на антибиотици по същия начин, по който правят прокариотните рибозоми.

Гъбичките, растенията и животните - като хората - са еукариоти; те са изградени от клетки, които имат ясно дефинирано ядро. Бактериите, от друга страна, са прокариоти. Те са изградени от клетки, които нямат ядро и имат различна структура, размер и свойства. Рибозомите на еукариотните и прокариотните клетки, които са отговорни за протеиновия синтез, необходим за клетъчния растеж и репродукция, също са различни.

"Някои антибиотици, използвани за лечение на бактериални инфекции, действат по интересен начин. Те се свързват с рибозомата на бактериалните клетки и много селективно инхибират протеиновия синтез. Някои протеини са разрешени да се произвеждат, но други не, " каза Александър Манкин, Александър Нейфах, професор по медицинска химия и фармакогнозия в Колежа по фармация на UIC и старши автор на изследването. "Без тези протеини да бъдат направени, бактериите умират."

Когато хората използват антибиотици за лечение на инфекция, клетките на пациента не са засегнати, тъй като лекарствата не са предназначени да се свързват с различно оформените рибозоми на еукариотните клетки.

"Тъй като има много човешки заболявания, причинени от експресията на нежелани протеини - това е често срещано при много видове рак или невродегенеративни заболявания, например - искахме да знаем дали би било възможно да се използва антибиотик за спиране човешка клетка от производството на нежеланите протеини и само на нежеланите протеини, " каза Манкин.

За да отговорят на този въпрос, Манкин и първият автор на изследването Максим Светлов, научен асистент от катедрата по фармацевтични науки, погледнаха дрожди, еукариот с клетки, подобни на човешките.

Изследователският екип, който включваше партньори от Германия и Швейцария, изпълни "готин трик", каза Манкин. „Ние създадохме рибозомата на дрождите да бъде по-подобна на бактерии.“

Екипът на Манкин и Светлов използва биохимия и фина генетика, за да промени един нуклеотид с повече от 7 000 в рибозомната РНК на дрожди, което беше достатъчно, за да направи макролиден антибиотик - общ клас антибиотици, които действат чрез свързване с бактериални рибозоми - действат върху рибозомата на дрожди. Използвайки този модел на дрожди, изследователите приложиха геномно профилиране и структурен анализ с висока разделителна способност, за да разберат как се синтезира всеки протеин в клетката и как макролидът взаимодейства с рибозомата на дрождите..

"Чрез този анализ разбрахме, че в зависимост от специфичния генетичен подпис на протеина - наличието на "добра" или "лоша" последователност - макролидът може да спре производството си върху еукариотната рибозома или не", каза Манкин. „Това ни показа концептуално, че антибиотиците могат да се използват за селективно инхибиране на протеиновия синтез в човешките клетки и да се използват за лечение на човешки заболявания, причинени от „лоши“протеини.“

Експериментите на изследователите от UIC осигуряват основа за по-нататъшни изследвания. „Сега, когато знаем, че концепциите работят, можем да търсим антибиотици, които са способни да се свързват в немодифицираните еукариотни рибозоми и да ги оптимизираме, за да инхибират само онези протеини, които са лоши за човека“, каза Манкин.

Популярна тема